CN102761231B - 使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机 - Google Patents

Abstract

一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机，包括动力电磁铁、摇杆、定向电磁铁、棘爪和棘轮，定向电磁铁的通电与断电使两个棘爪交替抬起和放下，其中一个棘爪控制顺时针旋转方向，一个棘爪控制逆时针旋转方向，动力电磁铁提供棘轮的旋转力矩，两根动力线通正向直流电一定时间，然后电压为零，在定向电磁铁和棘爪的限制下，棘轮向一个方向旋转一定角度，两根动力线通反向直流电一定时间，然后电压为零，在定向电磁铁和棘爪的限制下，棘轮向反方向旋转一定角度。

Description

使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机

所属技术领域本发明涉及用于一种步进电动机，尤其是一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机。

背景技术目前，可以实现正反转运行的步进电动机有两相、三相、五相等不同形式，根据相数不同，各相线圈的通电断电组合不同，又分为不同的运行拍数，不同的通电顺序，将改变步进电动机的运转方向，从而实现步进电动机的正转运行、保持和反转运行，动力线一般为四根及四根以上，对于太阳能光伏电站这样的应用场合，多个太阳能电池板的仰角控制和方位角控制是相同的，运动控制的精密性要求不高，需要有更简单的步进电动机，定位和运动方式更简单，动力线要更少，对于电能输送，电流要形成闭环，至少需要两根动力线才行，如果考虑到太阳能电池板的框架为金属制造，金属框架为一个公用极，则使用一根动力线即可完成电能输送，同时并能完成正转、保持和反转功能，目前，尚缺少这样的只使用两根动力线就可以实现正反转的步进电动机。

发明内容为了减少步进电动机动力线的根数，同时还能实现步进电动机的正转、保持和反转功能，本发明提供一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机，包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一摇杆、第二摇杆、第一定向电磁铁、第二定向电磁铁和第一棘轮，第一电磁铁和第一定向电磁铁的线圈电源接线串联或并联后串联第一二极管组成第一支路，第二电磁铁和第二定向电磁铁的线圈电源接线串联或并联后串联第二二极管组成第二支路，第一支路和第二支路并联连接，保持第一二极管和第二二极管的导通方向相反，第一支路和第二支路并联后，只有两根动力线外接，第一根动力线和第二根动力线，第一电磁铁的第一运动衔铁与第一摇杆连接，第二电磁铁的第二运动衔铁与第二摇杆连接，第一电磁铁和第二电磁铁均为弹簧复位电磁铁，第一定向电磁铁的第一定向棘爪的形状为楔形，第一定向棘爪插入第一棘轮的齿中，第一定向电磁铁安装在第二摇杆上，第二定向电磁铁的第二定向棘爪的形状为楔形，第二定向棘爪插入第一棘轮的齿中，第二定向电磁铁安装在第一摇杆上，第一摇杆、第二摇杆与第一棘轮的转动中心为同一个圆心，第一摇杆、第二摇杆与第一棘轮的转动中心也可以为三个不同的圆心，第一根动力线接直流电源的正，第二根动力线接直流电源的负，由于二极管的单向导电作用，只有第一电磁铁和第一定向电磁铁通电，第二摇杆上的第一定向棘爪抬起，第一运动衔铁拉动第一摇杆顺时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，直流电源的输出电压为零时，第一电磁铁和第一定向电磁铁失电，第一定向棘爪在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮的齿中，第一棘轮被固定，第一运动衔铁在第一弹簧的作用下复位，第二定向棘爪的斜面被第一棘轮的齿顶起，第一摇杆向逆时针方向旋转，回到原来的位置，第二定向棘爪落入第一棘轮的齿中，重复上述过程，则第一棘轮做顺时针步进运动，第一根动力线接直流电源的负，第二根动力线接直流电源的正，由于二极管的单向导电作用，只有第二电磁铁和第二定向电磁铁通电，第一摇杆上的第二定向棘爪抬起，第二运动衔铁拉动第二摇杆逆时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，直流电源的输出电压为零时，第二电磁铁和第二定向电磁铁失电，第二定向棘爪在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮的齿中，第一棘轮被固定，第二运动衔铁在第二弹簧的作用下复位，第一定向棘爪的斜面被第一棘轮的齿顶起，第二摇杆向顺时针方向旋转，回到原来的位置，第一定向棘爪落入第一棘轮的齿中，重复上述过程，则第一棘轮做逆时针步进运动。

一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机，包括第三电磁铁、第三摇杆、第三定向电磁铁、第一棘爪、第二棘爪和第二棘轮，第一棘爪上有第一连杆和第一永久电磁铁，第二棘爪有第二连杆和第二永久电磁铁，第二棘爪和第一棘爪安装在第三摇杆上，第二棘爪可以和第一棘爪平行放置，第二棘爪也可以在第一棘爪内，第一棘爪和第二棘爪可以对准第二棘轮上相同的一个齿，第一棘爪和第二棘爪也可以分别对准第二棘轮上不同的两个齿，第一棘爪和第二棘爪两者之间可以相对运动，第一棘爪和第二棘爪的形状都为楔形，第一棘爪与第二棘爪的楔形方向相反，第三电磁铁的线圈和第三定向电磁铁的线圈并联或串联，只有两根动力线外接，第三根动力线和第四根动力线，第三电磁铁的第三运动衔铁与第三摇杆连接，第三电磁铁由第三弹簧复位，第三根动力线接直流电源的正，第四动力线接直流电源的负，第三定向电磁铁的线圈一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁上方的S极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第一永久磁铁上方的S极受到吸引力，朝第三定向电磁铁的方向运动，第一棘爪被提起来，第二永久磁铁与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁的方向运动，第二棘爪被压在第二棘轮的齿上，第一永久磁铁下方的N极和第二永久磁铁上方的N极相斥，第三运动衔铁拉动第三摇杆逆时针方向旋转一个齿或几个齿，第二棘爪的斜面被第二棘轮的齿顶起，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁下方的N极和第二永久磁铁上方的N极相斥，第二棘爪被压在第二棘轮的齿上，第三电磁铁和第三定向电磁铁失电，第三运动衔铁在弹簧的作用下复位，第二棘爪的直立面推动第二棘轮做逆时针步进运动一个齿或几个齿，重复上述过程，则第二棘轮做逆时针步进运动，第三根动力线接直流电源的负，第四动力线接直流电源的正，第三定向电磁铁的线圈另一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁上方的S极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相同，第一永久磁铁上方的S极受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁的方向运动，第一棘爪被压在第二棘轮的齿上，第二永久磁铁上方的N极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁受到吸引力，朝第三定向电磁铁的方向运动，第二棘爪被提起来，第一永久磁铁上方的S极和第二永久磁铁下方的S极相斥，第三运动衔铁拉动第三摇杆顺时针方向旋转，第一棘爪的直立面推动第二棘轮顺时针转动一个齿或几个齿，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁上方的S极和第二永久磁铁下方的S极相斥，第一棘爪被压在第二棘轮的齿上，第一棘爪的斜面被第二棘轮的齿顶起，第三运动衔铁在第三弹簧的作用下复位，重复上述过程，则第二棘轮做顺时针步进运动。

本发明的有益效果是利用两根动力线就可以实现步进电动机的正转、停止和反转，方便在太阳能电池板的太阳跟踪等场合大规模并联使用，结构简单，容易实现。

附图说明下面结合附图和实施例，对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一个实施例。

图2是本发明的第二个实施例。

图3是本发明的第三个实施例。

图4是本发明的第四个实施例。

图5是本发明的第五个实施例。

图中，1.第一电磁铁，2.第二电磁铁，3.第一定向电磁铁，4.第二定向电磁铁，5.第一定向棘爪，6.第二定向棘爪，7.第一棘轮，8.第一运动衔铁，9.弹簧，10.第二运动衔铁，11.弹簧，12.连杆，13.弹簧，14.第二摇杆，15.连杆，16.弹簧，17.第一摇杆，18.第一二极管，19.第二二极管，20.第一根动力线，21.第二根动力线，22.第三二极管，23.第四二极管，24.第三电磁铁，25.第三摇杆，26.第三定向电磁铁，27.第二棘轮，28.第三根动力线，29.第四根动力线，30.第三运动衔铁，31.第三弹簧，32.第一棘爪，33.第一连杆，34.第一永久磁铁，35.第二棘爪，36.第二连杆，37.第二永久磁铁。

具体实施方式在图1中，第一电磁铁1和第一定向电磁铁3的线圈电源并联后串联第一二极管18组成第一支路，第二电磁铁2和第二定向电磁铁4的线圈电源接线并联后串联第二二极管19组成第二支路，第一支路和第二支路并联连接，保持第一二极管18和第二二极管19的导通方向相反，第一支路和第二支路并联后，只有两根动力线外接，第一根动力线20和第二根动力线21，第一电磁铁1的第一运动衔铁8与第一摇杆17连接，第二电磁铁2的第二运动衔铁10与第二摇杆14连接，第一电磁铁1由弹簧9复位，第二电磁铁2由弹簧11复位，第一定向电磁铁3的第一定向棘爪5的形状为楔形，第一定向棘爪5插入第一棘轮7的齿中，第一定向棘爪5上有连杆12，第一定向电磁铁3安装在第二摇杆14上，第二定向电磁铁4的第二定向棘爪6的形状为楔形，第二定向棘爪6插入第一棘轮的齿中，第二定向棘爪6上有连杆15，第二定向电磁铁4安装在第一摇杆17上，第一摇杆17、第二摇杆14与第一棘轮7的转动中心为同一个圆心，第一根动力线20接直流电源的正，第二根动力线21接直流电源的负，由于二极管的单向导电作用，只有第一电磁铁1和第一定向电磁铁3通电，第二摇杆14上的第一定向棘爪5抬起，第一运动衔铁8拉动第一摇杆17顺时针方向旋转一个齿距离，直流电源的输出电压为零时，第一电磁铁1和第一定向电磁铁3失电，第一定向棘爪5在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮7的齿中，第一棘轮7被固定，第一运动衔铁8在弹簧9的作用下复位，第二定向棘爪6的斜面被第一棘轮7的齿顶起，第一摇杆17向逆时针方向旋转，回到原来的位置，第二定向棘爪6落入第一棘轮7的齿中，重复上述过程，则第一棘轮7做顺时针步进运动，第一根动力线20接直流电源的负，第二根动力线21接直流电源的正，由于二极管的单向导电作用，只有第二电磁铁2和第二定向电磁铁4通电，第一摇杆17上的第二定向棘爪6抬起，第二运动衔铁10拉动第二摇杆14逆时针方向旋转一个齿，直流电源的输出电压为零时，第二电磁铁2和第二定向电磁铁4失电，第二定向棘爪6在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮7的齿中，第一棘轮7被固定，第二运动衔铁10在弹簧11的作用下复位，第一定向棘爪5的斜面被第一棘轮7的齿顶起，第二摇杆14向顺时针方向旋转，回到原来的位置，第一定向棘爪5落入第一棘轮的齿中，重复上述过程，则第一棘轮7做逆时针步进运动。

在图2中，第一电磁铁1的线圈、第一定向电磁铁3的线圈和第一二极管18串联后组成第一支路，第二电磁铁2的线圈、第二定向电磁铁4的线圈和第二二极管19串联组成第二支路，第一支路和第二支路并联连接，保持第一二极管18和第二二极管19的导通方向相反，第一支路和第二支路并联后，只有两根动力线外接，第一根动力线20和第二根动力线21。

在图3中，第一电磁铁1的线圈和第一二极管18串联后组成第一支路，第一定向电磁铁3的线圈和第三二极管22串联后组成第二支路，保持第一二极管18和第三二极管19的导通方向相同，第二定向电磁铁4的线圈和第二二极管19串联组成第三支路，第二电磁铁2的线圈和第四二极管23串联组成第四支路，保持第二二极管19和第四二极管23的导通方向相同，将第一支路、第二支路、第三支路和第四支路并联，保持第一二极管18和第二二极管19的导通方向相反，并联后只有两根动力线外接，第一根动力线20和第二根动力线21。

在图4中，第一棘爪32上有第一连杆33和第一永久磁铁34，第二棘爪35有第二连杆36和第二永久磁铁37，第二棘爪35和第一棘爪32安装在第三摇杆25上，第二棘爪35可以和第一棘爪32平行放置，第一棘爪32和第二棘爪35两者之间可以相对运动，第一棘爪32和第二棘爪35的形状都为楔形，第一棘爪32与第二棘爪35的楔形方向相反，第三电磁铁24的线圈和第三定向电磁铁26的线圈并联，只有两根动力线外接，第三根动力线28和第四根动力线29，第三电磁铁24的第三运动衔铁30与第三摇杆25连接，第三电磁铁24由第三弹簧31复位，第三根动力线28接直流电源的正，第四根动力线29接直流电源的负，第三定向电磁铁26的线圈一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁34上方的S极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第一永久磁铁34上方的S极受到吸引力，朝第三定向电磁铁26的方向运动，第一棘爪32被提起来，第二永久磁铁37与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁37受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁26的方向运动，第二棘爪35被压在第二棘轮27的齿上，第一永久磁铁34下方的N极和第二永久磁铁37上方的N极相斥，第三运动衔铁30拉动第三摇杆25顺时针方向旋转一个齿，第二棘爪35的斜面被第二棘轮27的齿顶起，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁34下方的N极和第二永久磁铁37上方的N极相斥，第二棘爪35被压在第二棘轮27的齿上，第三电磁铁24和第三定向电磁铁26失电，第三运动衔铁30在第三弹簧31的作用下复位，第二棘爪35的直立面推动第二棘轮27做逆时针步进运动一个齿，重复上述过程，则第二棘轮27做逆时针步进运动，第三根动力线28接直流电源的负，第四根动力线29接直流电源的正，第三定向电磁铁26的线圈另一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁34上方的S极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相同，第一永久磁铁34上方的S极受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁26的方向运动，第一棘爪32被压在第二棘轮27的齿上，第二永久磁铁37上方的N极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁37受到吸引力，朝第三定向电磁铁26的方向运动，第二棘爪35被提起来，第一永久磁铁34上方的S极和第二永久磁铁37下方的S极相斥，第三运动衔铁30拉动第三摇杆25顺时针方向旋转，第一棘爪32的直立面推动第二棘轮27顺时针转动一个齿，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁34上方的S极和第二永久磁铁37下方的S极相斥，第一棘爪32被压在第二棘轮27的齿上，第一棘爪32的斜面被第二棘轮27的齿顶起，第三运动衔铁30在第三弹簧31的作用下复位，重复上述过程，则第二棘轮27做顺时针步进运动。

在图5中，第一棘爪32上有第一连杆33和第一永久磁铁34，第二棘爪35有第二连杆36和第二永久磁铁37，第二棘爪35和第一棘爪32安装在第三摇杆25上，第二棘爪35可以和第一棘爪32平行放置，第一棘爪32和第二棘爪35两者之间可以相对运动，第一棘爪32和第二棘爪35的形状都为楔形，第一棘爪32和第二棘爪35分别对准第二棘轮27上两个相邻的齿，第一棘爪32与第二棘爪35的楔形方向相反，第三电磁铁24的线圈和第三定向电磁铁26的线圈并联，只有两根动力线外接，第三根动力线28和第四根动力线29，第三电磁铁24的第三运动衔铁30与第三摇杆25连接，第三电磁铁24由第三弹簧31复位，第三根动力线28接直流电源的正，第四根动力线29接直流电源的负，第三定向电磁铁26的线圈一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁34上方的S极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第一永久磁铁34上方的S极受到吸引力，朝第三定向电磁铁26的方向运动，第一棘爪32被提起来，第二永久磁铁37与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁37受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁26的方向运动，第二棘爪35被压在第二棘轮27的齿上，第一永久磁铁34下方的N极和第二永久磁铁37上方的N极相斥，第三运动衔铁30拉动第三摇杆25顺时针方向旋转一个齿，第二棘爪35的斜面被第二棘轮27的齿顶起，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁34下方的N极和第二永久磁铁37上方的N极相斥，第二棘爪35被压在第二棘轮27的齿上，第三电磁铁24和第三定向电磁铁26失电，第三运动衔铁30在第三弹簧31的作用下复位，第二棘爪35的直立面推动第二棘轮27做逆时针步进运动一个齿，重复上述过程，则第二棘轮27做逆时针步进运动，第三根动力线28接直流电源的负，第四根动力线29接直流电源的正，第三定向电磁铁26的线圈另一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁34上方的S极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相同，第一永久磁铁34上方的S极受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁26的方向运动，第一棘爪32被压在第二棘轮27的齿上，第二永久磁铁37上方的N极与第三定向电磁铁26的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁37受到吸引力，朝第三定向电磁铁26的方向运动，第二棘爪35被提起来，第一永久磁铁34上方的S极和第二永久磁铁37下方的S极相斥，第三运动衔铁30拉动第三摇杆25顺时针方向旋转，第一棘爪32的直立面推动第二棘轮27顺时针转动一个齿，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁34上方的S极和第二永久磁铁37下方的S极相斥，第一棘爪32被压在第二棘轮27的齿上，第一棘爪32的斜面被第二棘轮27的齿顶起，第三运动衔铁30在第三弹簧31的作用下复位，重复上述过程，则第二棘轮27做顺时针步进运动。

熟悉本领域的技术人员应该认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多修改，如使用其它表述方式，改变术语的名称，改变定向电磁铁为平放方式，改变棘爪的连杆为柔性材料，改变两个棘爪之间的距离，改变棘爪的形状，增加棘爪的数量，增加定向电磁铁的数量，改变动力电磁铁的放置方式，改变摇杆的形状，改变永久磁铁的形状，改变弹簧的形状，改变棘轮的外观，增加动力电磁铁的数量，等等，显然，本领域的技术人员不脱离本发明的构思可以其它形式实施本发明，因而，其它的实施例也在本发明权利要求的范围内。

Claims (2)

1.一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机，包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一摇杆、第二摇杆、第一定向电磁铁、第二定向电磁铁和第一棘轮，其特征是：第一电磁铁和第一定向电磁铁的线圈电源接线串联或并联后串联第一二极管组成第一支路，第二电磁铁和第二定向电磁铁的线圈电源接线串联或并联后串联第二二极管组成第二支路，第一支路和第二支路并联连接，保持第一二极管和第二二极管的导通方向相反，第一支路和第二支路并联后，只有两根动力线外接，第一根动力线和第二根动力线，第一电磁铁的第一运动衔铁与第一摇杆连接，第二电磁铁的第二运动衔铁与第二摇杆连接，第一电磁铁和第二电磁铁均为弹簧复位电磁铁，第一定向电磁铁的第一定向棘爪的形状为楔形，第一定向棘爪插入第一棘轮的齿中，第一定向电磁铁安装在第二摇杆上，第二定向电磁铁的第二定向棘爪的形状为楔形，第二定向棘爪插入第一棘轮的齿中，第二定向电磁铁安装在第一摇杆上，第一摇杆、第二摇杆与第一棘轮的转动中心为同一个圆心，第一摇杆、第二摇杆与第一棘轮的转动中心或者为三个不同的圆心，第一根动力线接直流电源的正，第二根动力线接直流电源的负，由于二极管的单向导电作用，只有第一电磁铁和第一定向电磁铁通电，第二摇杆上的第一定向棘爪抬起，第一运动衔铁拉动第一摇杆顺时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，直流电源的输出电压为零时，第一电磁铁和第一定向电磁铁失电，第一定向棘爪在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮的齿中，第一棘轮被固定，第一运动衔铁在第一弹簧的作用下复位，第二定向棘爪的斜面被第一棘轮的齿顶起，第一摇杆向逆时针方向旋转，回到原来的位置，第二定向棘爪落入第一棘轮的齿中，重复上述过程，则第一棘轮做顺时针步进运动，第一根动力线接直流电源的负，第二根动力线接直流电源的正，由于二极管的单向导电作用，只有第二电磁铁和第二定向电磁铁通电，第一摇杆上的第二定向棘爪抬起，第二运动衔铁拉动第二摇杆逆时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，直流电源的输出电压为零时，第二电磁铁和第二定向电磁铁失电，第二定向棘爪在弹簧的作用下复位，重新插入第一棘轮的齿中，第一棘轮被固定，第二运动衔铁在第二弹簧的作用下复位，第一定向棘爪的斜面被第一棘轮的齿顶起，第二摇杆向顺时针方向旋转，回到原来的位置，第一定向棘爪落入第一棘轮的齿中，重复上述过程，则第一棘轮做逆时针步进运动。

2.一种使用两根动力线的双棘爪正反转步进电动机，包括第三电磁铁、第三摇杆、第三定向电磁铁、第一棘爪、第二棘爪和第二棘轮，其特征是：第一棘爪上有第一连杆和第一永久电磁铁，第二棘爪有第二连杆和第二永久电磁铁，第二棘爪和第一棘爪安装在第三摇杆上，第二棘爪能够和第一棘爪平行放置，第二棘爪或者在第一棘爪内，第一棘爪和第二棘爪能够对准第二棘轮上相同的一个齿，第一棘爪和第二棘爪或者分别对准第二棘轮上不同的两个齿，第一棘爪和第二棘爪两者之间能够相对运动，第一棘爪和第二棘爪的形状都为楔形，第一棘爪与第二棘爪的楔形方向相反，第三电磁铁的线圈和第三定向电磁铁的线圈并联或串联，只有两根动力线外接，第三根动力线和第四根动力线，第三电磁铁的第三运动衔铁与第三摇杆连接，第三电磁铁由第三弹簧复位，第三根动力线接直流电源的正，第四动力线接直流电源的负，第三定向电磁铁的线圈一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁上方的S极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第一永久磁铁上方的S极受到吸引力，朝第三定向电磁铁的方向运动，第一棘爪被提起来，第二永久磁铁与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁的方向运动，第二棘爪被压在第二棘轮的齿上，第一永久磁铁下方的N极和第二永久磁铁上方的N极相斥，第三运动衔铁拉动第三摇杆逆时针方向旋转一个齿或几个齿，第二棘爪的斜面被第二棘轮的齿顶起，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁下方的N极和第二永久磁铁上方的N极相斥，第二棘爪被压在第二棘轮的齿上，第三电磁铁和第三定向电磁铁失电，第三运动衔铁在弹簧的作用下复位，第二棘爪的直立面推动第二棘轮做逆时针步进运动一个齿或几个齿，重复上述过程，则第二棘轮做逆时针步进运动，第三根动力线接直流电源的负，第四动力线接直流电源的正，第三定向电磁铁的线圈另一个方向接通直流电源时，第一永久磁铁上方的S极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相同，第一永久磁铁上方的S极受到排斥力，朝远离第三定向电磁铁的方向运动，第一棘爪被压在第二棘轮的齿上，第二永久磁铁上方的N极与第三定向电磁铁的线圈产生磁场的极性相反，第二永久磁铁受到吸引力，朝第三定向电磁铁的方向运动，第二棘爪被提起来，第一永久磁铁上方的S极和第二永久磁铁下方的S极相斥，第三运动衔铁拉动第三摇杆顺时针方向旋转，第一棘爪的直立面推动第二棘轮顺时针转动一个齿或几个齿，直流电源电压为零时，由于第一永久磁铁上方的S极和第二永久磁铁下方的S极相斥，第一棘爪被压在第二棘轮的齿上，第一棘爪的斜面被第二棘轮的齿顶起，第三运动衔铁在第三弹簧的作用下复位，重复上述过程，则第二棘轮做顺时针步进运动。